高密度澄清池在鋼鐵污水處理廠的應用
來源：北京萊金源水處理技術有限公司 閱讀：15084 更新時間：2025-03-02 09:17
沉淀池在經歷了平流沉淀池，斜板(管)沉淀池和加速澄清池(機械、水力)、脈沖澄清池之后，一種新型的澄清池稱做自清洗過濾器高密度澄清問世了，介紹和說明高密度澄清池在鋼鐵污水處理中的應用。
工業廢水處理在體現其社會效益的同時，努力提高自身的經濟效益，加大生產高附加值產品，高效使用資源和能源也是水處理工業及工業企業本身可持續發展的保證。高密度澄清池效率高，適用性廣，因而在中國各工程用地日益短缺的情況下，采用這種高效的澄清池技術應是一種適宜的選擇。在某鋼鐵公司工業廢水處理項目中，取得了預期效果。
1 高密度澄清池
高密度澄清池是一種采用斜管沉淀及污泥循環方式的快速、高速的澄清池。其工作原理基以下5個方面：
(1)原始概念上的整體化的絮凝反應池。
(2)推流式反應池至沉淀池之間的慢速傳輸。
(3)污泥的外部再循環系統。
(4)斜管沉淀機理。
(5)采用合成絮凝劑+高分子助凝劑。
高密度澄清池的適用范圍廣，可以稱得上是“萬能” 澄清池。可用于以下方面：(1)飲用水(澄清、除碳)。(2)工業用水(澄清、除碳)。(3)城市生活污水(物化初沉池，三次除磷)。(4)工業污水 (特殊處理)。(5)污泥濃縮(濾池反沖洗廢水)。
1．1 主要優點
(1)出水水質好，通過斜管分離產生優質的出水。
(2)耐沖擊負荷，在較大范圍內不受流量或水質負荷變化的影響。
(3)運行成本低，與傳統工藝相比，節約10％一30％的藥劑。
(4)排放的污泥濃度高，可達30 g／L～5509 g／L，一體化污泥濃縮避免了后續的濃縮工藝，與靜態沉淀池相比，水量損失非常低。
(5)沉淀效率高，結構緊湊減少了土建造價并且節約建設用地。具有適應性廣、效率高等特點，在給水、污水、以及工業廢水處理中必將具有廣泛的應用前景。
1．2 高密度澄清池的3種類型
(1)高密度澄清池(多用于生活用水處理工藝，及生活污水處理工藝)
該池是目前使用范圍最廣的一種高密度澄清池(95％的項目采用)。采用該類型的高密度澄清池，泥水混合物流入澄清池的斜管下部，污泥在斜管下的沉淀區從水中分離出來，此時的沉淀為阻礙沉淀；剩余絮片被斜管截留，該分離作用是遵照斜管沉淀機理進行的。因此，在同一構筑物內整個沉淀過程就為兩個階段進行：深層阻礙沉淀、淺層斜管沉淀。其中，阻礙沉淀區的分離過程是澄清池進行幾何尺寸計算的基礎。
該類型高密度澄清池的上升流速取決于斜管區所覆蓋的面積。
(2)高密度澄清池
當出水及污水排放標準不是極嚴格的情況下，采用此類高密度澄清池效果較好，在安裝時可不帶斜管。一般情況下，該澄清池較少采用(只用于濾池沖冼廢水帶排放上清液的濃縮，特殊濃縮要求)。
(3)高密度澄清池(多用于城市污水處理工藝、工業污水處理藝)
這一類型的高密度澄清池只有當必須集中貯泥并對處理無反作用時才采用。所以它的應用僅限于除碳工藝(非飲用水)及工業污水處理中特殊的沉淀工藝。
1．2 工藝原理
高密度澄清池包括5個重要因素：(1)均質絮凝體及高密度礬花。(2)由于沉淀速度快(15和4O m／h)采用密集型設計。(3)有效地完成污泥濃縮。 (4)沉淀后出水質量較高，一般在10NTU以內。 (5)抗沖擊負荷能力強，不易受突發沖擊負荷的變化而變化。此外，該池可在流速波動范圍大的情況下工作。 苛密度澄清池由3個主要部分組成：一個 “反應池”，一個“預沉池一濃縮池”以及一個“斜管分離池”。
反應池：反應池是本工藝的根本特色。在該池中進行物理一化學反應，或在池中進行其他特殊沉淀反應。反應池分為兩個部分：一個是快速混凝攪拌反應池，另一個是慢速混凝推流式反應池。分為：
a．快速?昆凝攪拌反應池。將原水(通常已經過預混凝)引入到反應池底板的中央。一個葉輪位于中心穩流型的圓筒內。該葉輪的作用是使反應池內水流均勻混合，并為絮凝和聚合電解質的分配提供所需的動能量。混合反應池中懸浮絮狀或晶狀固體顆粒的濃度保持在最佳狀態，該狀態取決于所采用的處理方式。通過來自污泥濃縮區的濃縮污泥的外部再循環系統使池中污泥濃度得以保障。
b．推流式反應池。上升式推流反應池是一個慢速絮凝池，其作用就是連續不斷地使礬花顆粒增大。因此，整個反應池(混合和推流式反應池)可獲得大量高密度、均質的礬花，以達到最初設計的要求。沉淀區的速度應比其他系統的速度快得多，以獲得高密度礬花。
預沉池一濃縮池：礬花慢速地從一個大的預沉區進入到澄清區，這樣可避免損壞礬花或產生旋渦，確使大量的懸浮固體顆粒在該區均勻沉積。礬花在澄清池下部匯集成污泥并濃縮。濃縮區分為兩層：一層位于排泥斗上部，一層位于其下部。上層為再循環污泥的濃縮。污泥在這層的停留時問為幾小時。然后排入到排泥斗內。排泥斗上部的污泥人口較大，無需開槽。為了更好地使污泥濃縮，刮泥機配有尖樁圍欄。在某些特殊情況下，可調整再循環區的高度。由于高度的調整，必會影響污泥停留時間及其濃度的變化。部分濃縮污泥自濃縮區用污泥泵排出，循環至反應池入口。下層是產生大量濃縮污泥的地方。濃縮污泥的濃度至少為20 g／L(澄清工藝)。采用污泥泵從預沉池一濃縮池的底部抽出剩余污泥，送至污泥脫水間，由板框壓濾機進行濃縮、外排。
斜管分離區：逆流式斜管沉淀區將剩余的礬花沉淀。通過固定在清水收集槽下側的縱向板進行水力分布。這些板有效地將斜管分為獨立的幾組以提高水流均勻分配，可使反應沉淀在最佳狀態下完成。澄清水由一個集水槽系統回收。絮凝物堆積在澄清池的下部，形成的污泥也在這部分區域濃縮，通過刮泥機將污泥收集起來，循環至反應池入口處，剩余污泥排放。
1．4 運行條件
要使高密度澄清池工作狀況良好，應考慮到幾個重要事項：(1)高效的絮凝及混凝過程。(2)污泥層泥位界面的控制。(3)高效的斜管分布、設置。 (4)連續的工況自動監控。
2 高密度澄清池在鋼鐵污水處理廠的應用
為實施能源戰略和環境保護，某鋼鐵公司在已有一個污水處理廠的基礎上，為提高污水回用率，增建一座日處理量為80000 rn3的工業污水處理廠。
2．1 高密度澄清池主要設計參數
某鋼鐵公司鋼鐵污水處理廠根據工藝需要，共設2座度澄清池，其主要參數如下：
(1)土建工程設計：
總流量：8×104 rn3／d；
單位流量：約3300 m3／h。
(2)反應池單位尺寸：
長度：5．30 m；
寬度：7．70 m；
水深：6．50 m。
(3)預沉池／濃縮池單位尺寸：
長度：13．80 m；
寬度：l3．80 m；
水深：4．40 m。
(4)斜管分離區單位尺寸：
長度：l3．80 m；
寬度：l2．00 m；
水深：2．10 m。
(5)單位面積：
總面積：190 m2；
斜管面積：165 m2。
(6)表面負荷：
斜管上：l9．40 m3／m2／h；
總面積上：16．84 m3／m2/h。
3．高密度澄清池的自動控制
由現場PLC系統接收的來自兩個污泥界面探測器及每個高密度澄清池的刮泥力矩開關的信息可用于控制排泥泵的運行及刮泥機的運行。安裝在高密度澄清池下游的兩臺濁度計(每個流程上一臺)用于控測澄清水的濁度，并將其信號反饋至混凝反應區的控制PLC系統。以便適時地調整混凝劑和助凝劑的投加量。
4 結語
目前，高密度澄清池技術才剛剛開始研究、使用，但由于高密度澄清池占地面積小、節省土建投資、抗沖擊負荷能力強，具有適用性廣、效率高等特點，且大大簡化處理工序，具有明顯的經濟和社會效益，必將在給水處理、廢水處理，以及工業污水處理中具有廣泛的應用前景。
